本发明专利技术公开了起重机械高调速比传动系统，包括联动操作台(1)、可编程序控制器(2)、变频器(3)、变频电机(4)、超速开关(5)、编码器(6)、工作制动器(7)、减速器(8)、起升卷筒(9)、安全制动器(10)，联动操作台(1)通过可编程序控制器(2)控制变频器(3)，变频器(3)驱动变频电机(4)，变频电机(4)通过第一齿轮联轴器连接减速器(8)，减速器的主动轴上装工作制动器(7)，减速器(8)通过第二齿轮联轴器连接起升卷筒(9)，起升卷筒端装安全制动器(10)；变频电机(4)的高速轴上装编码器(6)及超速开关(5)。本发明专利技术起重机械高调速比传动系统具有结构简单、可靠性高、运行稳定、安全，又可实现1：35高调速比等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于起重机械传动
，涉及一种起重机械高调速比(调速范围>1:20)的传动系统，特别是一种能实现起重机起升轻载高速、重载低速功能的传动系统。
技术介绍
随着先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、模糊控制技术及理论的发展，国外起重机传动系统经历了一场巨大变革，促使起重机械的技术性能进入了崭新的发展阶段。起重机械向大型化，高速化和专用化方向发展，而目前常规的起重机械传动系统机械特性软，调速范围狭窄，整个系统速度的稳定性和调速精度较差；起制动不平稳，对整机钢结构冲击很大；尤其是空中起吊易发生溜钩现象，严重影响了起重机械的安全运行。对于目前的变频传动系统，由于受到国产变频电机及变频技术的限制，其起升传动调速范围只能在1：20以内，即5～100Hz。因而难以实现同时要求起重机械重载时能平稳启动不溜钩，准确对位，且能长期低速运行(速度达0.1m/min)；轻载时能高速运行，提高工效。
技术实现思路
为实现起重机起升轻载高速重载低速功能，本专利技术提供了一种结构简单、可靠性高、运行稳定、安全，又可实现1：35高调速比的用于起重机械起升机构的传动系统。本专利技术采取以下技术方案：起重机械高调速比传动系统，包括联动操作台(1)、可编程序控制器(2)、变频器(3)、变频电机(4)、超速开关(5)、编码器(6)、 工作制动器(7)、减速器(8)、起升卷筒(9)、安全制动器(10)，联动操作台(1)通过可编程序控制器(2)控制变频器(3)，变频器(3)驱动变频电机(4)，变频电机(4)通过第一齿轮联轴器连接减速器(8)，减速器的主动轴上装工作制动器(7)，减速器(8)通过第二齿轮联轴器连接起升卷筒(9)，起升卷筒端装安全制动器(10)；变频电机(4)的高速轴上装编码器(6)及超速开关(5)。优选的，变频电机能在2.5～25Hz时段输出恒转矩1479N.m，变频电机在25Hz以后输出恒功率。优选的，变频电机的铁芯的硅钢片选用无取向冷轧硅钢片50WW470，其厚度为0.5mm。优选的，起升卷筒的直径为1150mm。优选的，变频器内配置编码器接口板，并通过在变频电机高速轴上设置的编码器，组成闭环控制系统。优选的，可编程控制器包括电源模块、CPU、I/O数字量模块，CPU采用带DP功能的315-2DP模块；联动操作台采用S7-300的DP模块ET200M，它连接I/O数字量模块，联动操作台所有信号传送和接收均通过DP总线来实现，同时，将起升高度编码器采用带DP功能的编码器PVM58，其信号通过DP总线传给PLC。优选的，三相交流380V 50Hz电源通过断路器QF201与电抗器L201连接，电抗器L201输出至交流接触器KM201，再由接触器KM201输出至变频器的输入端，变频器输出至变频电机。三相交流380V 50Hz电源还通过断路器QF202、交流接触器KM202与工作制动器-Y201～202相联，通过断路器QF203、交流接触器KM203与柜顶风机M201相联，通过断路器QF204、交流接触器KM204与电机风机-M202相联，通过断路器QF205与安全制动器-Y203相联。优选的，可编程控制器PLC的输出点P203直接与主接触器KM201的线圈相连，同时PLC输出点P204与变频器输出继电器K23串联，再与工作制动器 KM202的线圈连接，PLC输出点P206和P207分别与柜顶风机和电机风机接触器的接触器线圈KM203和KM204连接。可编程控制器PLC输出点P601与变频器运行指示灯HL201连接，PLC输出点P602和P603并联与故障指示灯HL202连接，PLC输出点P604和P605分别与上下限位指示灯HL203和HL204连接。本专利技术起重机械高调速比传动系统具有结构简单、可靠性高、运行稳定、安全，又可实现1：35高调速比等优点。附图说明图1是起升机构高速比传动系统的机械装配结构图。图2是起升机构高速比传动系统的功能原理框图。图3是变频电机特性图。图4是抱闸控制时序图。图5是变频电机负载特性曲线图。图6是电机转子槽形设计图。图7是系统通讯功能原理框图。图8是起升电气传动图。图9a、9b是起升控制原理图。图10是PLC原理图。图11是从站中编写的程序图。图12是主站中编写的程序图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术优选实施例作详细说明。参见图1、2，本实施例传动系统包括：司机室内联动操作台1、电气房内型号为西门子S7-3152DP可编程序控制器2、变频器3、新型变频电机4、超速开关5、编码器6、工作制动器7、减速器8、卷筒9、安全制动器10，构成完整的高调速比传动系统。司机室内联动操作台1通过可编程序控制器2控制变频器3，具有矢量控制功能的安川变频器3(CIMR-HB4A0260)驱动新型变频电机4(YZPFM315M2-6C-TH，55kW)，电动机采用齿轮联轴器(WGP6)连接(D4PSF100N-315)减速器8，在减速器的主动轴上装有两台(USB3-Ⅰ-EB300/50-630X30)型盘式制动器7，并采用齿轮联轴器(DC07A)连接直径为φ1150mm的起升卷筒装置9，卷筒端装设有(SHI252)型液压盘式制动器10。新型变频电机4的高速轴上装有编码器6(HLE45-2048D-6LY)，与变频器3(PG-X3)卡连接构成闭环控制系统，同时装有二段速超速开关5(LY1-1/750D)。速度指标：80t＜Q≤250t 0.1～1.0m/minQ≤80t 0.1～3.5m/min起升均采用主令控制器控制，有挡位无级调速方式，每种工况上下各五挡，各挡对应的速度均可在PLC内任意设定，以满足用户使用要求。启动、停止和各挡速度过渡平稳无冲击。具有矢量控制技术的安川变频器CIMR-HB4A0260内部配置编码器接口板PG-X3，并通过在变频电机高速轴上设置高分辨率的编码器HLE45-2048D-6LY，组成一个闭环控制系统，以解决高速比低速的脉动问题。同时，为了满足电机1:35的调速比，变频器将基频输出为25Hz，这样，满足传动系统在重载时工作在2.5～25Hz，轻载时工作在2.5～87.5Hz，具体如图3所示。变频电机能满足高速比的要求，如图3所示，它能在2.5～25Hz时段输出 稳定可靠的恒转矩1479N.m，电机在25Hz以后输出恒功率，以便实现1:35的高速比。电机采用闭式传动方式，直接与硬齿面减速器D4PSF100N-315相连，硬齿面减速器速比大、体积小、承载能力高、噪音小，能较好地满足低速重载及高速的要求。硬齿面减速器D4PSF100N-315直接与卷筒相连，根据扬程28m和总减速比及钢丝绳直径36mm,经计算：卷筒直径为1150mm。为保证87.5HZ高速运行的安全，传动系统设置了工作制动器和安全制动器双重保护系统，在减本文档来自技高网...
【技术保护点】
起重机械高调速比传动系统，其特征是包括：联动操作台(1)、可编程序控制器(2)、变频器(3)、变频电机(4)、超速开关(5)、编码器(6)、工作制动器(7)、减速器(8)、起升卷筒(9)、安全制动器(10)，联动操作台(1)通过可编程序控制器(2)控制变频器(3)，变频器(3)驱动变频电机(4)，变频电机(4)通过第一齿轮联轴器连接减速器(8)，减速器的主动轴上装工作制动器(7)，减速器(8)通过第二齿轮联轴器连接起升卷筒(9)，起升卷筒端装安全制动器(10)；变频电机(4)的高速轴上装编码器(6)及超速开关(5)。
【技术特征摘要】
1.起重机械高调速比传动系统，其特征是包括：联动操作台(1)、可编程序
控制器(2)、变频器(3)、变频电机(4)、超速开关(5)、编码器(6)、工作制动器(7)、
减速器(8)、起升卷筒(9)、安全制动器(10)，联动操作台(1)通过可编程序控制器
(2)控制变频器(3)，变频器(3)驱动变频电机(4)，变频电机(4)通过第一齿轮联轴器
连接减速器(8)，减速器的主动轴上装工作制动器(7)，减速器(8)通过第二齿轮联
轴器连接起升卷筒(9)，起升卷筒端装安全制动器(10)；变频电机(4)的高速轴上
装编码器(6)及超速开关(5)。
2.如权利要求1所述的起重机械高调速比传动系统，其特征是：变频电机
能在2.5～25Hz时段输出恒转矩1479N.m，变频电机在25Hz以后输出恒功率。
3.如权利要求1或2所述的起重机械高调速比...
【专利技术属性】
技术研发人员：张煜明，厉红娅，王传民，吴燕明，揭建安，刘娴，
申请(专利权)人：杭州江河机电装备工程有限公司，水利部产品质量标准研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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